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SPI接口下的OLED显示

程序员文章站 2022-03-10 17:04:38
之前介绍了STM32数据传输的一种方式IIC,这次我将进行另外一种数据传输方式SPI。...

一、SPI简介:

1、spi:

SPI是一种同步、全双工、主从式接口。来自主机或从机的数据在时钟上升沿或下降沿同步。主机和从机可以同时传输数据。SPI接口可以是3线式或4线式。本文重点介绍常用的4线SPI接口。
接口:
SPI接口下的OLED显示

四线接口包括四个信号

  • 时钟(SPI CLK, SCLK)
  • 片选(CS)
  • 主机输出、从机输入(MOSI)
  • 主机输入、从机输出(MISO)

产生时钟信号的器件称为主机。主机和从机之间传输的数据与主机产生的时钟同步。同I2C接口相比,SPI器件支持更高的时钟频率。用户应查阅产品数据手册以了解SPI接口的时钟频率规格。

SPI接口只能有一个主机,但可以有一个或多个从机。图1显示了主机和从机之间的SPI连接。

来自主机的片选信号用于选择从机。这通常是一个低电平有效信号,拉高时从机与SPI总线断开连接。当使用多个从机时,主机需要为每个从机提供单独的片选信号。本文中的片选信号始终是低电平有效信号。

MOSIMISO数据线。MOSI将数据从主机发送到从机,MISO将数据从从机发送到主机。

2、IIC与SPI的区别:

相对优势:
IIC:

  • 总线拓扑结构:
    IIC只需两根信号线,而标准SPI至少四根信号,如果有多个从设备,信号需要更多。一些SPI变种虽然只使用三根线——SCLK、SS和双向的MISO/MOSI,但SS线还是要和从设备一对一根。另外,如果SPI要实现多主设备结构,总线系统需额外的逻辑和线路。用IIC构建系统总线唯一的问题是有限的7位地址空间,但这个问题新标准已经解决——使用10位地址。从第一点上看,IIC是明显的大赢家。
  • 优雅性:
    IIC常被称更优雅于SPI。IIC的优雅在于它的特色——用很轻盈的架构实现了多主设备仲裁和设备路由。但是对使用的工程师来讲,理解总线结构更费劲,而且总线的性能不高。

SPI:

  • 传输速率:
    如果应用中必须使用高速数据传输,那么SPI是必然的选择。因为SPI是全双工,IIC的不是。SPI没有定义速度限制,一般的实现通常能达到甚至超过10Mbps。IIC最高的速度也就快速+模式(1Mbps)和高速模式(3.4Mbps),后面的模式还需要额外的I/O缓冲区,还并不是总是容易实现的。
  • 易掌握性:
    SPI的优点在于它的结构相当的直观简单,容易实现,并且有很好扩展性。SPI的简单性不足称其优雅,因为要用SPI搭建一个有用的通信平台,还需要在SPI之上构建特定的通信协议软件。也就是说要想获得SPI特有而IIC没有的特性——高速性能,工程师们需要付出更多的劳动。另外,这种自定的工作是完全*的,这也说明为什么SPI没有官方标准。IIC和SPI都对低速设备通信提供了很好的支持,不过,SPI适合数据流应用,而IIC更适合“字节设备”的多主设备应用。

二、程序实现

1、下载文件

相应商家会附送文件,一般找他们要都可,我们使用的是0.96寸SPI 7针和0.96寸SPI4针。店铺地址在此
我在这单独再推荐一家店铺优信电子

2、查看文件以及文件解析

SPI接口下的OLED显示
文件主要包括这些
其中:
gui.c是商家编写好的一些OLED屏幕应用的函数。
OLED.c是OLED的一些基本定义函数。
spi.c是SPI数据传输的基础

gui.c
主要定义了一些显示数字,显示字符串,显示点,显示圆圈等一些函数,由商家定义,其实质上是对像素点的亮灭处理,用物理地址来表示该像素亮灭,然后由像素点的亮灭构成图像(由于OLED屏幕没有RGB显示的功能,所以数据传输量比较小)
SPI接口下的OLED显示
OLED.c
SPI接口下的OLED显示
这里写了一些OLED的控制函数,主要包括像素点状态控制的函数OLED_WR_Byte等,在.c文件里还定义了OLED屏幕的数组,如图:
SPI接口下的OLED显示
这里相当于一个初始化,将OLED屏幕初始化为灭的状态,所以里面幅值只有0和1,函数的对屏幕像素的控制也是对这个数组进行控制,0为灭,1为亮。

3、显示自己想要的字符

3.1 看看别人如何实现的

在之前我讲了OLED屏幕如何实现显示的大概原理,这一讲将从更加细致的地方来分析原理并实现自己想要的字符。
我们首先看看原程序,字符是怎么定义的
在gui.c包含的库文件里找到oledfont.h
SPI接口下的OLED显示
找到
SPI接口下的OLED显示
SPI接口下的OLED显示
发现它只是定义了一些十六进制数,细想一下2的4次方为16,4+4=8,832=1616=256,正好对应一个字符256个像素点,也就是我们只需要把一个十六进制数化成二进制,通过移位幅值就能实现对对像素点的控制了,比如0x03,二进制为00000011,那么只需要前面2个灯灭,后面6个灯亮就好了。
移位的话应该从右往左看
后面注释了一下表示哪些字符,于是
提出问题?
那是如何实现字符对应的呢(就是计算机如何知道这个字对应的就是哪些十六进制数的呢?)

3.2 定义自己的字符

这里介绍一个软件
SPI接口下的OLED显示

店铺会提供文件,店铺地址
设置方法里面有详解,这里直接看生成后的图:
SPI接口下的OLED显示
只需要把生成后的下面这些文件按照之前的格式复制过去就好了。
但是问题又来了,单片机是如何知道秒对应的这32个数为什么是,而不是另外定义的32个数呢?

3.3 添加属于自己的字符

通过查询程序可以知道,原函数是通过数组来定义的,就是通过他自己的定义,数组第一行就表示,但是这样极其不优雅,别人使用这个程序的时候又如何知道这个字符应该处于第几个呢。于是我们定义了一个新的结构体:
SPI接口下的OLED显示
再修改一下程序
SPI接口下的OLED显示
源代码

void GUI_ShowCHinese(u8 x,u8 y,u8 hsize,u8 *str,u8 mode)
{ 
	while(*str!='\0')
	{
		if(hsize == 16)
		{
			GUI_ShowFont16(x,y,str,mode);
		}
		else if(hsize == 24)
		{
			GUI_ShowFont24(x,y,str,mode);
		}
		else if(hsize == 32)
		{
			GUI_ShowFont32(x,y,str,mode);
		}
		else
		{
			return;
		}
		x+=hsize;
		if(x>WIDTH-hsize)
		{
			x=0;
			y+=hsize;
		}
		str+=2;
	}			
}

这样我们只需要对第一个字符进行搜索,然后就能找到对应的字符啦!!!
再从新顶一下数(格式如下:)
SPI接口下的OLED显示

3.4 最后实现效果:

主函数:

#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "oled.h"
#include "gui.h"
#include "test.h"
#include "24cxx.h"	 
#include "AHT20.h"
struct m_AHT20 AHT20;
int main(void)
{	
	int c1,t1;
	delay_init();	    	       //延时函数初始化	  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);	 //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级
	IIC_Init();							//IIC初始化
	AHT20.alive=!AHT20_Init();	        //AHT20初始化
	OLED_Init();			         //初始化OLED  
	OLED_Clear(0);             //清屏(全黑)
	while(1) 
	{	
		show_my_num(); //显示学号
		
		show_my_name();//显示姓名
		
		/*读取测量温湿度数据*/
		if(AHT20.alive)//是否存活
		{
			//读取其原始数据
			AHT20.flag = AHT20_ReadHT(AHT20.HT);
			c1 = AHT20.HT[0]*100*10/1024/1024/10;  //湿度
			t1 = (AHT20.HT[1]*200*10/1024/1024-500)/10;//温度计算公式
		}
		
		show_tem(c1,t1);//显示温湿度
		
		delay_ms(6000);
	}
}

次要函数:
SPI接口下的OLED显示
效果图:
SPI接口下的OLED显示
SPI接口下的OLED显示

四、总结

本次尝试非常成功,我也收获满满,期待下一次的探索!!!

本文地址:https://blog.csdn.net/qq_47343729/article/details/111999190

相关标签: 嵌入式 stm32